一、錫的性質
(一)錫的主要物理性質
密度(20℃) 7.3g/cm3
熔點 231.9℃
沸點 2625℃
平均比熱(0~20℃ ) 226J/(kg·K)
熔化熱 7.08kJ/mol
汽化熱 296.4kJ/mol
熱導率(0~100℃) 73.2W/(m·K)
電阻率(20℃) 12.6μΩ·cm
錫相對較軟,具有良好的展性,但延性很差。
錫有三個同素異形體:灰錫(α-Sn)、白錫(β-Sn)和脆錫(γ -Sn)。人們平常見到的是白錫,白錫在13.2~161℃之間穩(wěn)定。低于13.2 開始轉變?yōu)榛义a,但轉變速度很慢,當過冷至—30℃左右時,轉變速度達到最大值。灰錫先是成分散的小斑點出現(xiàn)在白錫表面,隨著溫度降低,斑點逐漸布滿整個 表面,隨之整塊錫碎成粉末,這就是所謂的“錫疫”現(xiàn)象。
(二)錫的主要化學性質
錫在常溫下對許多氣體和弱酸或弱堿的耐腐蝕能力較強。溫度高于150℃時,錫能與氣作用生成SnO和SnO2,在赤熱的高溫下,錫迅速氧化揮發(fā)。錫在常溫下與水、水蒸氣和二氧化碳均無作用,而可與氟和氯作用生成相應的鹵化物。加熱時錫與硫、硫化氫或二氧化硫
作用生成硫化物。二價錫 的標準電極電位為-0.136伏,但由于氫在金屬錫上的超電位較高,所以錫與稀的無機酸作用緩慢,而與許多有機酸不起作用。但在加熱時,錫可與濃鹽酸作 用,錫與氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鉀稀溶液發(fā)生反應生成錫酸鹽或亞錫酸鹽。二價錫的電化當量為2.215克/(安培·小時),四價錫的電化當量為 1.108克/(安培·小時)。
二、錫的用途
由于錫具有熔點低、無毒,耐腐蝕,能與許多金屬形成合金,有良好的延展性以及外表美觀等特性,因而錫的重要性和應用范圍不斷顯現(xiàn)和擴大。錫在冶金工業(yè)中主要用于生產鍍錫板(馬口鐵)和各種合金。鍍錫板是錫的主要消費領域,約占錫的消費量的40%左右,它可以用作食品和飲料的容器、各種包裝材料、家庭用具和干電池外殼等。
錫富展性,塑性好,可以軋制成0.04毫米以下的錫箔。純錫與弱有機酸作用緩慢,耐蝕性好,即使被腐蝕,所生成的化合物一般無毒,故大量作熱鍍錫生產馬口鐵,用于防腐蝕或食品工業(yè)中。鍍基軸承合金(巴比特)是優(yōu)良的耐磨材料,它有低的摩擦系數(shù)和良好的韌性、導熱性和耐蝕性。、錫還能配制成易熔合金、焊錫、印刷合金、錫青銅和含錫黃銅等。含錫的鋯基合金在原子能工業(yè)中作核燃料包裝材料。含錫鈦基合金用于航空、造船、原子能、化工和醫(yī)療器械等工業(yè)部門。錫鈮金屬間化合物可作超導體。錫的重要化合物二氧化錫、四氯化錫錫的有機化合物,分別用作陶瓷原料、印染四織品煤染劑,也可用作殺蟲劑、防污劑、木材防腐劑和火焰遏制劑等。
馬口鐵是兩面都鍍上一層很薄(0.0025~0.00038毫米)的錫的薄鋼板或鋼帶。制造馬口鐵所用的鋼材為低碳軟鋼,其厚度一般為0.15~0.49毫 米。目前世界98%以上的馬口鐵是采用電鍍法生產的。馬口鐵的錫鍍層與鋼基材料結合緊密,在經受機械變形時不會脫落或產生裂紋,因此馬口鐵同時具有鋼的強 度,可加工性、可焊性和錫的耐腐蝕性(特別是耐食品的浸蝕)、無毒、可涂漆和美觀裝飾性,這使馬口鐵廣泛用于制造剛性容器,特別是用于食品和飲料的包裝, 其錫用量占世界錫消費量的30%左右。此外馬口鐵還用于普通照明工程、模件、制造玩具、辦公用品、廚房用具、制作展覽和廣告招牌等。
制造合金是錫的另一個重要用途,主要包括錫鉛焊料、錫青銅、軸承合金和其他合金。生產錫鉛焊料所使用的錫已超過世界錫消費量的30%,其中75%用于電子工 業(yè),而且焊料的用量仍在穩(wěn)步增長。錫青銅(Cn—Sn合金)早在青銅時代就開始用于制造工具、武器和工藝品,目前錫消費量6%的錫用于配制錫青銅。錫青銅 可用于澆鑄件、鍛配件或燒結件。由于錫合金具有在表面滯留潤滑油膜的性質和良好的耐腐性能,所以它是制造軸承的理想材料。含錫的軸承合金主要有巴氏合金、 鋁錫合金和錫青銅。巴氏合金主要用于大型船用柴油機主軸承和連桿軸承,汽輪機和大型發(fā)電機的軸承,中小型內燃機、壓縮機和通用機械等的軸承。鋁錫合金含 6%Sn,通常制作不帶軸瓦的整體軸承,如制造飛機發(fā)動機軸承。錫青銅用于制造軸承時往往加入磷或鉛,如含5%Sn和20%Pb的鉛青銅具有良好的軸承性 能,可以在潤滑條件差的情況下工作,廣泛用于制造火車和農機軸承。其他合金包括錫器合金(92%Sn;6%~7%Sb;1%~2%Cu)易熔合金和印刷合金等。
錫的化合物在工業(yè)上也有廣泛的用途,如二氧化錫在陶瓷工業(yè)中用作釉的顏料和遮光劑,工業(yè)催化劑;二氧化錫用作還原劑(印染絲織品的媒染劑),四氯化錫用于毛織品的阻燃劑;硫酸亞錫主要用于錫電鍍工藝中,而錫的有機化合物主要用于殺蟲劑和塑料工業(yè)中的穩(wěn)定劑和催化劑。